Vpliv asimetrije kolčne glavice na tveganje za nastanek zgodnje artroze kolka po Perthesovi bolezniMoličnik, Andrej (Avtor) Dolinar, Drago (Mentor) Kralj Iglič, Veronika (Komentor) biomehanska analizakolčni sklepni tlakLegg-Calve-Perthesova bolezendeformacija kolčne glavicedisplazija kolkaIZVLEČEK Izhodišča: Legg-Calvé-Perthesova bolezen (LCPB) kolkov predstavlja povečano tveganje za razvoj artroze kolka kasneje v življenju. Pri osteonekrozi v otroštvu spremenjene mehanske lastnosti kosti lahko privedejo do težav v njihovi rasti in posledično deformacij kolčnega sklepa ter medenice v odrasli dobi. Biomehanska analiza kolkov omogoča dodaten vpogled v mehanizme, ki vodijo do avaskularne osteonekroze v kolku in njenih kasnejših posledic. Metode dela: Na populaciji 141 odraslih kolkov pri bolnikih, ki so preboleli LCPB v otroštvu (testna skupina), smo poleg določitve rezultantne kolčne sklepne sile in kontaktnega kolčnega sklepnega tlaka preučili tudi vpliv različne deformacije artikulacijske površine glavice kolka v frontalni in sagitalni ravnini na njihove vrednosti in vrednosti ostalih biomehanskih parametrov. Kontralateralni zdravi kolki (n = 111) so bili obravnavani kot kontrolna skupina. Biomehanske parametre smo določili s pomočjo dveh matematičnih modelov, ki sestavljata metodo HIPSTRESS: modela za rezultantno kolčno sklepno silo pri stoji na eni nogi in modela za kontaktni kolčni sklepni tlak. Vhodne spremenljivke predstavljajo geometrijski parametri kolčnega sklepa, ki jih določimo iz standardnih anteroposteriornih rentgenskih posnetkov medenice. Z dodatno analizo aksialnih rentgenogramov in nadgradnjo matematičnega modela smo preučili vpliv neenakomerne ukrivljenosti kolčne glavice v frontalni in aksialni ravnini na biomehanske parametre in tveganje za nastanek zgodnje artroze kolka po preboleli LCPB. Analizirali smo vpliv deformacije sklepne površine glavice kolka v frontalni in aksialni ravnini s predpostavko sferičnosti (cirkularnost obrisa sklepne površine glavice), pri dodatni nadgradnji modela pa upoštevali morebitno odstopanje artikulacijske površine glavice od sferičnosti s predpostavko elipsoidnosti (obris sklepne površine glavice cirkularen v frontalni ravnini in elipsoiden v sagitalni ravnini). Opravili smo tudi ločeno analizo teh vplivov na podskupinah kolkov, ki so se po preboleli LCPB razvili normalno glede geometrijskih parametrov ali pa so postali deformirani. Pri tem smo iskali morebitne indikatorje za povečan razvoj artroze kolka po preboleli LCPB. Rezultati: Meritve deformacije sklepne površine v obeh ravninah s predpostavko sferičnosti površine so pokazale, da je vpliv takšne deformacije (različen polmer artikulacijske površine v obeh ravninah) na maksimalni kolčni sklepni tlak manjši od 3 %, kar je manj kot ocenjena napaka meritve (Kocjančič in sod. 2014). Nadaljnja analiza deformacije sklepne površine (tako v testni kot kontrolni skupini) s predpostavko elipsoidnosti deformacije (obris sklepne površine glavice cirkularen v frontalni ravnini in elipsoiden v sagitalni ravnini) je pokazala, da so kolki v anteroposteriorni smeri v povprečju večinoma sploščeni oziroma razpotegnjeni (večja anteroposteriorna polos od frontalne), čeprav so nekateri nasprotno od tega zoženi (manjša anteroposteriorna polos od frontalne). Pričakovano so bili kolki iz testne skupine znatno (za 83 %) in statistično značilno (p < 10–3) bolj deformirani (sploščeni) ter so imeli statistično značilno (p < 10–9) večjo polos (polmer) v frontalni ravnini (za 13 %). Maksimalni kontaktni kolčni sklepni tlak in tudi njegova normalizirana vrednost (glede na telesno težo) ter nosilna sklepna površina se med skupinama niso pomembno razlikovali, so pa bile vse ostale povprečne vrednosti biomehanskih parametrov pomembno in statistično značilno manj ugodne v testni skupini (Wibergov CE-kot, funkcionalni kot obremenitve, položaj pola sklepnega tlaka, indeks gradienta kolčnega sklepnega tlaka in njegova normalizirana vrednost na telesno težo). Primerjali smo skupino kolkov, ki so se razvili s frontalnim polmerom (polosjo), večjim od 2,65 cm, in tiste s frontalnim polmerom (polosjo), manjšim od 2,65 cm. Večino kolkov (80 %), ki so se razvili s frontalnim polmerom (polosjo), večjim od 2,65 cm, so predstavljali kolki iz testne skupine (po preboleli LCPB). Preostali del te skupine (20 %) so predstavljali kontrolni kolki. Kolki s frontalnim polmerom, večjim od 2,65 cm, so bili izrazito (za 125 %) in statistično značilno (p < 10–9) bolj sploščeni v anteroposteriorni smeri ter so imeli statistično značilno manj ugoden (manjši) CE-kot in tudi (manjši) funkcionalni kot obremenilne površine ter (manj negativen) indeks gradienta kolčnega sklepnega tlaka. Primerjava podskupin kolkov, ki so se razvili s polmerom artikulacijske površine v frontalni ravnini pod 2,65 cm (49 % kolkov testne skupine in 84 % kolkov kontrolne skupine), je pokazala podobno neugodne in statistično značilne razlike v prej omenjenih biomehanskih parametrih v podskupini testnih kolkov. Tudi tukaj so bili testni kolki statistično značilno (p = 0,037) bolj deformirani (za 55 %) in tudi tukaj ni bilo značilnih razlik v maksimalnem kontaktnem kolčnem sklepnem tlaku. Primerjali smo tudi skupine displastičnih kolkov z nedisplastičnimi. Razvrstitev displastičnih kolkov (to so kolki, katerih vrednost Gp je večja od 0) glede na metodo HIPSTRESS je razkrila 26 % displastičnih kolkov (n = 66), pri čemer so veliko večino (85 %) te skupine predstavljali testni kolki (po preboleli LCPB). Razvrstitev displastičnih kolkov glede na CE-kot (to so kolki, katerih vrednost CE je manjša od 20°) je razkrila 17 % displastičnih kolkov (n = 43), pri čemer so veliko večino (93 %) te skupine predstavljali testni kolki (po preboleli LCPB). Primerjava teh skupin z ustreznimi skupinami nedisplastičnih kolkov je pokazala bolj ugodne in statistično značilne vrednosti vseh biomehanskih parametrov v nedisplastičnih skupinah. Poleg tega so imeli kolki v obeh displastičnih skupinah statistično značilno večji frontalni polmer sklepne površine in večjo deformacijo. V displastični skupini kolkov glede na CE-kot je bil polmer večji za 19 % (p < 10–13), deformacija pa za 89 % (p < 10–3), v displastični skupini glede na metodo HIPSTRESS pa je bil polmer večji za 17 % (p < 10–13), deformacija pa za 86 % (p < 10–4). Korelacije med parametri, ki v modelu niso funkcionalno povezani, so bile statistično signifikantne. Močna pozitivna korelacija med polmerom artikulacijske površine v frontalni ravnini in deformacijo glavice je v glavnem posledica vpliva testnih kolkov, čeprav posamezni kolki iz kontrolne skupine z večjim polmerom artikulacijske površine v frontalni ravnini dobro sovpadajo v ta korelacijski vzorec. Večina glavic je bila sploščena v anteroposteriorni ravnini ( > 0) in med njimi so bili kolki iz testne skupine v povprečju bolj deformirani. Večina kontrolnih kolkov ima vrednosti indeksa gradienta kolčnega sklepnega tlaka pod pražno vrednostjo za displazijo (Gp = 0) glede na metodo HIPSTRESS, medtem ko so kolki iz testne skupine razporejeni pretežno ob pražni vrednosti za displazijo ali nad njo, in to ne glede na deformacijo (). Zaključek: Ugotovitve naše raziskave potrjujejo prejšnje ugotovitve, da povečanje glavice po preboleli LCPB kompenzira vrednosti maksimalnega kontaktnega kolčnega sklepnega tlaka. Poleg tega podpirajo predlagano vlogo indeksa gradienta kolčnega sklepnega tlaka pri razvoju obkolčja in kažejo na to, da je povečano tveganje za razvoj artroze po preboleli LCPB posledica sočasne displazije s statistično značilno manj ugodno distribucijo tlaka in tudi manjšim CE-kotom.20192020-01-03 15:50:41Doktorsko delo/naloga113429sl